摘要：随着时代的发展，科技的不断革新，电力系统也逐渐朝向智能化的方向发展。智能化电网已经成为了人们关注的重点，智能化变电站是智能电网的基础，也是我国变电站的发展趋势。只有从智能变电站所处的市场环境充分结合，才能使智能变电站的设计控制效果充分发挥出来，进而服务于所处的电力系统运行环境。本文针对110kV智能变电站设计方案进行探讨，以供参考。
关键词：110KV；智能变电站；设计方案
随着经济的迅速发展以及市场形式的不断变化，智能变电站得到了广泛的发展和普及。现阶段我国传统变电站还处于投入较高、设备较复杂、运营和维护较繁琐的阶段，为了节约成本、提高工作效率，就必须要建设110KV智能变电站。因此如何发挥智能变电站模式的优点，寻找并解决智能模式中存在的问题，及时的促进其发展和进步，实现人员成本的下降是现在急需解决的首要问题。本文对此进行了论述，希望可以为相关建设者提供一些理论依据。
1 智能变电站技术特征
智能变电站采用集成化、先进性、可靠性、环保节能的智能设备，配有间隔层、过程层和站控层。通过网络通信平台，采用标准的数据和通信服务协议，实现变电站数据信息的采集、监测、保护和控制命令，并及时传达保护跳闸命令，分析和共享数据，实现智能化操作等。其包含数据采集数字化、一设备网络化、分享数据标准化、应用高度协同化等主要技术特性。第一，数据采集数字化。智能变电站的优势在于可以就近采集和控制设备，其途径即运用电子式互感器，数据采集数字化使得一设备之间相互通信。第二，一设备网络化。一设备的网络化通过IEC61850标准通信体系的网络平台实现。网络拓扑结构利用冗余技术可以实现整体通信，进而过程层把互感器采样的数据发送到测控、保护盒故障录波等设备，实现整个变电站的数据共享，利用光纤代替电缆，可提高变电站的建设效率和系统的可靠性。第三，分享数据标准化。利用同一的数据标准来建立数据，完成数据的互通有无；利用统一数据格式、统一号码存放在一起，再由统一的检索方式来读取，有效解决信息重复使用的问题。第四，应用高度协同化。应用高度协同化指的是高度协同各级应用，达到智能电网的控制运行要求。通过建立全站统一的数据共享系统，使得子系统能够规范存取和访问调度系统信息，从而使变电站信息达到集约化管理、有序控制等要求。在此平台上，各变电站和用户都可协同运行，各职能部门协调互助。
2 智能变电站设计的要点
2.1 继电保护装置配置
继电保护装置主要是保护电力系统能够不受电流电压不稳定因素影响，保证电力系统工正常作，有利于电量平稳运输，进而保障人们可以进行正常的生产生活。继电保护装置有自动检测系统能够自动检测到电流不稳以及电压出现故障，在空投主变过程中，继电保护装置可以采用按相综合开放判据，也就是说在空投主变过程中一旦变压器出现故障，则差动保护就能够及时感应，并且及时做出反应，保证电力系统顺利工作。安装自动检测装置不仅可以对故障进行检测，还可以及时通知工作人员，保证工作人员能够以最快的速度的了解故障并解决故障。继电保护装置保护系统采用的是变特性的差动保护设计理念，所以当电力系统出现轻微故障或者相对复杂的故障时时，它还能保高度的灵敏性，当电力系统的问题比较严重时，它能够启动自动切除程序，迅速切除严重故障区域。
2.2 通信网络标准化
110kV智能变电站以IEC 61850为技术标准，对数据的整理、语音的处理、视频图像的传输实现了三网综合，是变电站智能化、自动化的体现。通信网络标准化可在规范、设计、制造、安装、运行维护等方面获得益处，对降低成本投入、提高工作效率有着重大意义。
3 110kV智能变电站的设计方案探讨
3.1 电气系统设计
3.1.1开关智能设计
开关智能化设计采用独立向外进行数字通信的智能电子设备和在其上加装的智能操作箱，使开关能够实现智能控制和在线监测等功能。110kV智能变电站智能开关设计按照统一的IEC61850国际标准开展研究，拟将智能终端和状态监控测量单元附加在常规设备上。将IEC61850标准模型接口附加在原开关上，采用网络GOOSE形式进行数据上传，这些数据主要有设备状态信息以及接受和控制的命令，智能开关的设计在变电站中可当作过程层设备。
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3.1.2互感器智能配置
随着智能电网的发展，对智能变电站的可靠性及集成性要求越来越高。传统互感器由于绝缘复杂、体积大、CT动态范围小、易饱和等缺点，已不适应电力系统向大容量、高电压等方面发展的需要。电子式互感器体积小，性能优越，铁芯的减少避免了传统互感器易饱和、受电磁干扰的困扰，稳定性和安全性也大跨度的提高，适应电力工程的发展要求。在110kV智能变电站的互感器设计方案中，将应用电子式互感器，通过采取电子式互感器加合并单元的方式将电压电流信息就地数字化采集。电子式电流互感器按照原理可分为线圈式ECT、全光纤式ECT和磁光玻璃式ECT等。
3.1.3系统继电保护设计
智能终端和合并模块的优化配置。智能变电站的终端监测记录断路器的位置、设备状态等信息，执行GOOSE网络下发的测控、保护指令。合并单元独立出来，和传感器形成一个整体，通过点对点或者网络传输的方式进行输送，主要处理电流和电压数据。110kV智能变电站将两个部分单独配置并安装在同一个控制柜里，针对110kV及以下电压可以采用单独配置，而对高于220kV的电压考虑空间、成本等因素，采用一体化的配置。针对形成一体化的装置需要采用两个功能独立的CPU进行实时处理。智能变电站通过对端设备进行优化，优化后电缆及施工现场工作量大大减少，只需要很少的电缆及电源的接线就可以开展现场工作，工作任务的简化极大的缩短了项目工期，精简了人员配置以及降低了项目的成本。设备优化后减小了系统运行维护的工作量，简化了网络结构，满足了安全可靠和可施工性的条件。
3.2 间隔层设计实施方案
辐射式供电方式是110kV电网的主要供电方式，所以110kV仅在内桥或分段处配置一套内桥保护测控装置，一般不在进线侧设置保护装置。而间隔层内主要安装的就是继电保护装置、测控装置等。（1）保护装置、测控配置。为了保障测控一体化的有效运转，变压器可设计主要和后备两套保护功能，并确保每套保护功能都可直接点对点的对变压器运行状况进行采集，实现变压器的全方位保护。对于馈线、电容等方面的保护，可运用测控一体化装置，采取间隔单套配置的方式，单独就其运行状态进行监控。（2）录波装置。当出现故障时，就体现了录波装置的重要性。110kV智能变电站可设置集中式故障录波装置，将主变的高压侧、110kV进线等进行集中录波，有效的做到数据整合和分析，对故障的及时排查具有重大意义。
3.3 重视智能变电站的运维工作
智能变电站运行期间，需要尽可能的避免车辆桩杆的安全事故产生，可以通过醒目表示的形式给驾驶人员提供引导信息。另外电力企业或有关部门，可以通过散发传单、张贴画报、写标语等形式，将我国电力行业的标准规范提供给群众，人们具备保护电路的基本意识，也能在日常出行或用电期间合理约束自己的行为。工作人员需要加强对配单线路的巡视，将线路清障工作及时有效达成。通过与城管、规划部门的协商处理，将电力资源安全设计、生产、施工等方面的工作协调处理，避免电力事故安全隐患问题。
3.4 智能变电站设计影响
我国因为土地面积广阔，气候复杂多变，依据电路设计图纸在实际的施行过程中难免会发生一些不合理的现象，这就对电力维修人员的实际运行维护产生了较大的影响。实际生活中发生的问题理应用科学的力量解决。例如：内蒙古某供电局在工作人员的科研下研制出一种新型实用的GW6型隔离开关拐臂大轴取出器，其包括固定板、活动板、上支撑板、下支撑板、顶杆；所述固定板与所述活动板可调节固定，在所述固定板上设有一个调节孔，所述调节孔为槽形通孔，在所述活动板与所述调节孔的对应位置处设有一个顶杆孔；所述顶杆为螺纹杆，所述顶杆的一端依次穿过所述调节孔和所述顶杆孔并与所述上支撑板螺接。其优点在于：可以实现在设备上直接取出拐臂大轴，对拐臂大轴进行快速拆卸，大大缩短了检修的时间；无需拆卸传动箱、引线等零部件，降低了维修安全风险，保障了维修人员的安全；因检修而造成的停电时间大大缩短，减少了电量负荷及经济损失。。
4 结束语
综上所述，110kV智能变电站的模式大范围普及和应用适应了当前市场经济发展的形势，对其的模式和应用的系统化研究以及设计能够有效、及时发展管理中的漏洞，便于解决实际问题，保证智能变电站合理发挥作用，满足工农业经济发展的用电需求。所以，我们需要依据电力行业发展的实际情况，逐步实现对智能变电站的推广工作，并且不断推进电力企业管理水平，促进电力科技应用的效率化和效益化。
参考文献：
[1]林男楠.110kV智能变电站设计方案初探[J].民营科技，2017（10）：72.
[2]赵学成. 百灵110kV智能变电站设计方案[D].内蒙古大学，2016.
[3]张跃勇. 110kV智能变电站设计方案研究[D].山东大学，2014.
论文作者:孙帅
论文发表刊物:《电力设备》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/16
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